Question

【題目】氮氧化物(主要為NO和NO2)是大氣污染物，如何有效地消除氮氧化物污染是目前科學(xué)家們研究的熱點問題之一。

(1)用尿素[CO(NH2)2]吸收氮氧化物是一種可行的方法。

①尿素在高溫條件下與NO2反應(yīng)轉(zhuǎn)化成無毒氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________；用尿素溶液也可吸收氮氧化物，研究表明，氮氧化物氣體中NO的體積分數(shù)越大，總氮還原率越低，可能的原因是______________________。

②在一個體積固定的真空密閉容器中充入等物質(zhì)的量的CO2和NH3，在恒定溫度下使其發(fā)生反應(yīng)2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)并達到平衡，混合氣體中氨氣的體積分數(shù)隨時間的變化如圖所示：

則A點的v正(CO2)______________(填“>”“<”或“=”)B點的v逆(H2O)，原因是___________________。

(2)已知O3氧化氮氧化物的主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

2NO(g)+O3(g)=2NO2(g) ΔH1=a kJ·mol-1

NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H2=b kJ·mol-1

6NO2(g)+O3(g)=3N2O2(g) ΔH3=c kJ·mol-1

則反應(yīng)4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)的ΔH=_____________kJ·mol-1

(3)氮氧化物也可用堿溶液吸收。若NO和NO2混合氣體被NaOH溶液完全吸收，只生成一種鹽，則該鹽的化學(xué)式為____________；已知常溫下，Ka(HNO2)=5×10-4，則反應(yīng)HNO2(aq)+NaOH(aq) NaNO2(aq)+H2O(l)的平衡常數(shù)K=_______________。

Answer 1

【答案】4CO(NH2)2+6NO2高溫7N2+4CO2+8H2O NO不溶于水，難以與尿素接觸反應(yīng) > A到B點是建立平衡狀態(tài)的過程，此過程中v正逐漸減小，故A點的v正(CO2)>B點的v正(CO2)=B點的v逆(CO2)=B點的v逆(H2O) (a+2c-2b) NaNO2 5×1010

【解析】

（1）①在高溫條件下，尿素與NO2反應(yīng)轉(zhuǎn)化成無毒氣體N2、CO2和H2O；與NO2易溶于水不同，NO不溶于水，在溶液中難以與尿素接觸反應(yīng)；

②由圖可知，A點未達到平衡，B點達到平衡，A到B點是建立平衡狀態(tài)的過程；

(2)由蓋斯定律計算可得；

（3）由題意可知NO和NO2混合氣體被NaOH溶液完全吸收是，NO被氧化生成NaNO2，NO2被還原生成NaNO2；反應(yīng)的平衡常數(shù)K=。

（1）①在高溫條件下，尿素與NO2反應(yīng)轉(zhuǎn)化成無毒氣體N2、CO2和H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O；與NO2易溶于水不同，NO不溶于水，在溶液中難以與尿素接觸反應(yīng)，所以氮氧化物氣體中NO的體積分數(shù)越大，總氮還原率越低，故答案為：4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O；NO不溶于水，難以與尿素接觸反應(yīng)；

②由圖可知，A點未達到平衡，B點達到平衡，A到B點是建立平衡狀態(tài)的過程，v正逐漸減小，又平衡時正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，因水和二氧化碳化學(xué)計量數(shù)都是1，則B點v正(CO2)= v逆(CO2)= v逆(H2O)，故A點的v正(CO2)> B點的v逆(H2O)，故答案為：> ；A到B點是建立平衡狀態(tài)的過程，此過程中v正逐漸減小，故A點的v正(CO2)>B點的v正(CO2)=B點的v逆(CO2)=B點的v逆(H2O)；

(2)將已知反應(yīng)依次編號為①、②、③，由蓋斯定律得反應(yīng)4NO2(g)+O2(g)=

2N2O5(g)，則ΔH==，故答案為：；

（3）由題意可知NO和NO2混合氣體被NaOH溶液完全吸收是，NO被氧化生成NaNO2，NO2被還原生成NaNO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O；反應(yīng)HNO2(aq)+NaOH(aq) NaNO2(aq)+H2O(l)的離子方程式為HNO2(aq)+ OH—(aq) NO2—(aq)+H2O(l)，反應(yīng)的平衡常數(shù)K===5×1010，故答案為：NaNO2；5×1010。